植物細胞群の物生値フィジオメカニックスミクロモデルパラメータ測定システムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61860027
• Research Institution: Ishikawa Agricultural College
• Principal Investigator: 村瀬 治比古 石川県農業短期大学, 農業工学科, 助教授 (20137243)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桶 敏 石川県農業短期大学, 農業工学科, 助手 (80177203) ; 渋沢 栄 北海道大学, 農学部・農業工学科, 助手 (50149465) ; 中村 喜彰 石川県農業短期大学, 農業工学科, 教授 (50070842)
• Keywords: 有限要素逆解析 / 植物材料 / 農産物物性 / 力学的特性 / フィジオメカニックス / 水ポテンシャル / ポアソン比 / 圧縮試験 / カルマンフィルタ

Research Abstract

本研究の目的は、植物の生物としての特徴を取り扱うことが可能なフィジオメカニックス理論を基に植物組織の力学的挙動を細胞群レベルで計測し、その植物材料の力学的特性を表すフィジオメカニックスミクロモデルパラメータを測定するシステムを開発することである。従来の作物のマクロな力学的特性はこのミクロモデルを用いれば各個体の組織構造を解析することにより推定することができる。
昭和61年度に計測システムは基本的に構築され、昭和62年度には計測システムの主要なデータ処理部分である有限要素逆解析をカルマンフィルタを用いた方法へと改良をおこなったことと、PEG溶液の射出装置を本計測システムに加え試料の水ポテンシャル調整についての実験効率を飛躍的に高めたことでフィジオメカニックスミクロモデルパラメータを一軸圧縮試験の変形状態の測定から推定するシステムはほぼ完成した。
本最終年度は、この研究で開発したシステムにより組織の不均一性や従来の計測方法(JISなどで定める万能試験器を用いた計測)に供試しうる試験片の成型が物理的に不可能である等の理由でこれまで計測に供することが困難であったピーマンなどの農産物数種を特に選択して、それらのフィジオメカニックスミクロモデルパラメータの計測に成功した。特に、水ポテンシャル効果係数については、これまでトマトについてのデータが報告されているのみであったが、本計測システムの開発によりトマトを含め、ピーマン、タマネギ、シメジ、レンコン、キューリおよび馬鈴薯のデータを得ることができた。また、馬鈴薯は、その水ポテンシャル効果係数が比較的大きい値を示すことから、レーザ変位計を用いた馬鈴薯の水ポテンシャル効果係数の直接測定を試み、本計測システムの検証を行い良好な結果を得た。これにより本計測システムの有用性および実用性を確認した。

Research Products

• [Publications] 村瀬治比古: 農業機械学会誌. 第50巻2. 75-83 (1988)
• [Publications] 村瀬治比古: 農業機械学会誌. 第50巻6. 69-76 (1988)
• [Publications] 村瀬治比古: 農業機械学会誌.
• [Publications] 村瀬治比古: 石川県農業短期大学学術研究報告. 第18号. 66-74 (1988)
• [Publications] 村瀬治比古: 農業機械学会関西支部報.